為何多數物理教材以泰勒級數推導尤拉公式?

時間 2021-06-01 08:28:53

1樓:

我想這個問題,大神們不一定比我更知道你再說什麼。

首先泰勒級數「證明」這個說法肯定是有毛病的,不知道是那個編書的搞的工作。泰勒級數應該是用來定義的,先定義了e^ix=1+ix+(ix)^2/2!+...

,然後自然地就有了尤拉公式。這個定義我是在MIT的乙個啥啥analysis的課件上找到的,不過本人已經被物理學所拋棄,所以就記得不清楚了。至於為什麼要這樣定義,請參考樓下大神學長說的街吸菸託。

2樓:李電池

e=(1+1/n)^n 通過變形可以得到

e^i=(1+i/n)^n 這樣既保證了在復平面上,模長為1,但是在垂直方向上有微小的分量,這樣的軌跡就表現出了乙個圓弧,因為所有量都取1,所以就轉了乙個弧度,

e^ix 就相當於轉了x個弧度,對應到直角座標上就是尤拉公式的右邊

3樓:有丘直方

這個式子就是個定義。

在有這個定義之前,所謂「已經有了的運算法則」,其實就是四則運算,還有整數指數冪、整數次開方。

能有極限之類的東西是因為 語言是早就能定義出來了,這也就保證了我們能用級數來定義某些函式。

那麼任意指數運算怎麼出來的呢?

等 定義完了之後,可以證明一下它在實數上是單調的(更確切地說,是 的雙射),這保證了它的反函式的存在性,記作 (所以 是 的雙射)。

接下來延拓一下,讓 接受複數。

這個時候複數的模長和輻角都定義好了:

為了定義 ,其實應該先定義這些:

然後證明 是 的雙射(這個證明很難的……),再定義它的反函式為 ,然後再繞回來定義 ,不詳寫了。

總之,(等號右邊的 是事先在實數上定義好的。)

然後復指數冪就可以定義了:

可以證明當 是整數或整數的倒數的時候,與我們先前定義的整數指數冪和整數次開方是相同的。

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